11.4 机械能及其转化 讲义-2024-2025学年人教版物理八年级下册

11.4机械能及其转化 一个物体可以既有动能，又有势能，如飞行中的飞机，因为它在运动而具有动能，又因为它处于高空而具有重力势能，把这两种能量加在一起，就得到它的总机械能。动能、重力势能和弹性势能统称为机械能。 机械能及其转化 一个物体从高处下落，物体的重力势能转化成了它的动能。弯弓射箭时，弓的弹性势能转化成箭的动能。蹦床运动员从高处落下，在与蹦床面将要接触时，具有一定的动能，与蹦床面接触后，床面发生弹性形变，运动员的动能转化成蹦床的弹性势能。可见，动能和势能可以相互转化。 想想做做 1、观察滚摆的运动，讨论滚摆在运动过程中动能和势能是如何转化的。 滚摆下降时，它的重力势能越来越小，动能越来越大，重力势能转化为动能。滚摆上升时，它的动能越来越小，重力势能越来越大，动能转化为重力势能。 2、分祈小球在摆动过程中动能和势能的相互转化。 小球从A点下落到B点，重力势能逐渐转化成动能，到最低点B时动能最大，之后又从B点上升到C点，动能逐渐转化成重力势能。 大量硏究结果表明，如果只有动能和势能相互转化，尽管动能、势能的大小会变化，但机械能的总和不变，或者说，机械能是守恒的。 想想做做 把一个铁锁用绳子悬挂起来，将铁锁拉到自己的鼻子附近，稳定后松手，铁锁向前摆去。想想看，铁锁摆回时会打到你的鼻子吗? 不会；铁锁在摆动的过程中，是动能和重力势能之间的转化，由于和空气之间存在摩擦，克服摩擦做功，机械能转化为内能，使机械能总量减少，所以铁锁摆回时高度不会超过一开始，因此不会打到鼻子。 水能和风能的利用 地球上，海水朝夕涨落，江河日夜奔腾；有时徵微风拂面，有时狂风劲吹从能量的角度来看，自然界的流水和风都是具有大量机械能的天然资源。我们的祖先很早就开始利用水能和风能了。让水流冲击水轮转动，用来汲水磨粉；船靠风力鼓起帆来推动它们航行。 到19世纪，人类开始利用水能发电。 人们修筑拦河坝来提高上游的水位，在坝底安装水轮机，发电机装在水轮机的上面，它们的轴连接在一起，水轮机带动发电机发电。一定量的水，上、下水位差越大，水的重力势能越大，能发出的电就越多。 风能也可以用来发电，风吹动风车，可以带动发电机发电。单个风力发电机的输出功率较小，在风力资源丰富的地区，可以同时安装几十台到几百台风力发电机，组成“风车田”，联在一起供电。 科学世界：人造地球卫星的机械能转化 人造地球卫星在大气层外环绕地球运行。它的速度很快，有的一天内可以绕地球飞行几圈到十几圈。人造地球卫星广泛用于全球通信、军事侦察、气象观测、资源普查、环境监测、大地测量等方面。 许多人造地球卫星沿椭圆轨道绕地球运行。离地球最近的一点叫近地点，最远的一点叫远地点。卫星在大气层外运行，不受空气阻力，只有动能和势能的转化，因此机械能守恒。卫星在远地点时势能最大，当它从远地点向近地点运动时势能减小、动能增大，速度也就增大。当卫星从近地点向远地点运动时，它的势能增大、动能减小速度也就减小。 1 学科网（北京）股份有限公司 $$